第三章 焦耳定律及应用 讲义——2023-2024学年浙教版九年级上册科学

初中科学 分耕耘一份收获 3.7焦耳定律 知识梳理 1、电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。从能量的转化看， 电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内能的过程。 2、各种各样的电热器都是利用电流的热效应工作的。电热器的主要组成部分是发热体，发热体 是由电阻大、熔点高的合金丝绕在绝缘材料上制成的。 3、电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关呢？ 如图3-84所示，2只烧瓶内装有煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内 各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙© 烧瓶与玻璃管相当 , 于液体温度计，只要比 较2根玻璃管内液面上 升的高度，就可以比较 出液体温度上升的高低， 进而比较2根电阻丝放 出热量的多少。 图3-84研究电热跟哪些因素有关 (1)实验方法：控制变量法和转化法。 (2)结论：在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多 在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多 在通电时间、电阻相同的情况下，电流越大，产生的热量越多 4、焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体的电阻和通电时间成正比。 公式：Q=PRt 5、电热Q和电功W的区别： (1)电热是指电流通过导体时产生的热量，这部分热量是由电能转化而来的： (2)电功是指电流通过导体时所做的功： (3)在纯电阻电路中，电流通过导体时，电能全部转化为内能，而没有转化为其他形式的能， 那么电热就正好等于电功。(W=Q=UIt=Rt=U/R) (4)在非纯电阻电路中，电流通过导体时，电能部分转化为内能，所以用电器消耗的电能大于 电热W>Q。如电动机消耗的电能主要转化为动能（机械能W机），有少量电能会转化为内能， 所以W=Q+W机. 初中科学 分耕耘一份收获 例题分析 1电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。李明同学要通过实验探究电功跟电压的 关系，他选用的器材如图所示。其中甲、乙两容器完全相同，容器内液体质量相同，电阻丝R 的阻值大于电阻丝R2的阻值。■ (1)在这个实验中，李明是通过观察比较 来比较电流做功多少的。甲容器 中温度计示数变化大，电流通过电阻丝 做的功多（填R或R,)。■ (2)由这个实验可以得到的结论是： 2.某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2只烧瓶内 装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。 猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多； 猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。 为验证猜想一，设计以下方案： ①将电阻丝R和R乙串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读 数1，经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置： ②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读 数2，经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。 请回答下列问题： (1)为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验 中体现这些思想的设计有 (写出一条即可)。 (2)为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是 (3)科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例： 2 初中科学 分耕耘一份收获 课堂练习 1如图所示的实验装置，将两根阻值不等的电阻丝R1、R2串联后分别放入两个透明容器中，并封 闭等量的空气，通电前，A、B两U形管内的液面相平，接通电源 B 分钟后，通过A、B两个U形管内的液面相比较() A.A管中的液面较高 B.B管中的液面较高 C.A管和B管的液面一样高 D.A管中的液面先升高后又降低 2.某同学探究焦耳定律，部分电略如图所示。两个柑问的烧瓶中装有初温相同、质量不等的煤油， 装置左侧煤油多于右侧。通电一段时间后，左侧温度计示数高于右侧。 下列说法正确的是() A.通过右侧电阻丝的电流比左侧小 B.右侧电阻丝的阻值比左侧小 C.该装置不能用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系 D.通过温度计的示数变化判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变 量法 3家庭电路使用的电炉，电炉丝与导线是串联的，当电炉丝发热发红时，连接导线却不热，这是 因为() A通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大 B通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小 C,电炉丝两端电压比连接导线两端电压小 D.电炉丝的电阻比两节导线的电阻大 4.下列关于如图所示实验的说法中错误的是( ) A该实验研究的是电流的热效应 B.实验中采用了控制变量法 C观察实验现象可知：在其他条件相同时，电阻越大产生的热量越少 D.实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少 5,小宇同学按如图所示的装置，研究“电流通